题目内容

17.一位同学在探究木块的速度随时间变化的规律时,在质地均匀的水平桌面上将木块、电火花打点计时器、纸带连接成如图甲所示的装置.先接通频率为50Hz的电源,再给木块一向左的初速度,木块向左运动的一小段距离后纸带拉紧,最后得到如图乙所示点迹的纸带,A、B、C、D、E是连续的五个计数点,每相邻两个计数点间还有一个点未画出,下面标注的数字是相邻两点间的距离,单位是cm.

(1)木块与纸带的右端固定.(选填“左”或“右”)
(2)由纸带上数据判断,在误差范围内,可以认为为木块作的是匀减速运动.(填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”)
(3)木块运动的加速度大小是2.4m/s2.(保留两位有效数字)

分析 (1)根据位移的大小,从而确定木块与纸带的连接端;
(2)依据相等的时间内,位移之差相等,即可求解.
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.

解答 解:(1)木块运动中受到摩擦阻力做减速运动,所以相等的时间内位移逐渐减小,所以木块与纸带的右端固定;
(2)因为7.20-6.81=0.39、6.81-6.43=0.38、6.43-6.04=0.39,
相等的时间内的位移差近似相等,
所以在误差范围内,可以认为木块做匀减速运动;
(3)电源的频率为50Hz,打点周期则为0.02s,则相邻的计数点的时间为0.04s,
所以加速度的大小为a=$\frac{△x}{△t}$=$\frac{(7.2+6.81-6.43-6.04)×1{0}^{-2}}{4×0.0{4}^{2}}$=2.4m/s2
故答案为:(1)右;(2)匀减速;(3)2.4.

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,本题考查测量匀变速直线运动的加速度.难度中等.

练习册系列答案
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2.在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中,某研究性学习小组在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸,砂面朝上,还选用了质量为100g的长方体木块、一段较长的棉绳、一盒钩码(单个质量为50g)、电磁打点计时器、纸带、复写纸、学生电源和导线若干,实验装置如图甲所示,实验时在小车上加载四个钩码,在棉绳的右端悬挂三个钩码,接通电源,释放小车,成功打出了一条纸带,纸带的局部如图乙,大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里.

(1)根据图乙,请计算0.20s时刻点的瞬时速度,填入表中.
时刻(s)0.200.240.280.320.36
速度(m/s)0.660.750.870.931.01
(2)根据上述表格中的五组数据,请在图丙中描绘出对应的五个点,再根据图中所有的点,描绘出最能反映出木块运动性质的v-t图象.

(3)根据上述图象,请说明滑块的运动性质:滑块先做匀加速运动,接着做匀速运动,最后再做匀加速运动
(4)在实验结束后,同学们对实验进行了反思:A同学认为本实验有必要在左端垫上小垫块以平衡摩擦力,B同学认为没有必要,你认为B的观点正确; C同学认为本实验中三个钩码质量太大,有必要换质量更小的配重,以满足“重物质量m远小于滑块质量M”这一条件,D同学认为没有必要,你认为D的观点正确;同学们都认为可以由实验数据粗略计算出木块与砂纸之间的动摩擦因数,其值为0.50(保留两位有效数字).

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